JP4156699B2

JP4156699B2 - Electrostatic chuck device sheet and electrostatic chuck device

Info

Publication number: JP4156699B2
Application number: JP3335998A
Authority: JP
Inventors: 忠生松永; 伸二佐藤; 正巳柳沢; 琢磨服部
Original assignee: Tomoegawa Paper Co Ltd
Current assignee: Tomoegawa Co Ltd
Priority date: 1998-02-16
Filing date: 1998-02-16
Publication date: 2008-09-24
Anticipated expiration: 2018-02-16
Also published as: JPH11233604A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、特に耐摩耗性や耐損傷性に優れた静電チャック装置用シート、およびそのシートを具備してなる静電チャック装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
例えば、半導体ウェーハの処理プロセスでは、処理を受けるウェーハを固定するためにウェーハチャック装置が使用されている。従来、ウェーハチャック装置としては、ウェーハの外周部を爪で係止する機械式チャック装置も使用されているが、ウェーハの裏面とチャック装置本体との密着性が十分に確保しにくいため、隙間が生じてウェーハからの熱がチャック装置本体に逃げ難かった。このため、プロセス中の温度管理がしにくく、熱的に不安定になる欠点があった。
【０００３】
また、外周部を覆う爪が陰を生じて、処理が均一に行えない。爪に起因してウェーハに割れが生じたり、ゴミが発生する問題もあった。
【０００４】
また、最近はウェーハが大型化する傾向があり、最大１２インチ程度のものも出回り始めた。このようにウェーハが大型化すると、ますます機械式チャック装置で固定することにより問題が顕著となる。
【０００５】
そこで最近では、静電気を用いてウェーハ裏面を均一に吸着できる静電チャック装置が普及し始めている。
【０００６】
たとえば、特開平８−１４８５４９号公報には、静電チャック装置の吸着面（台座面）にポリイミド樹脂からなるポリイミド層が形成されてなる装置が開示されている。この装置は、ポリイミド樹脂が有する特性から、絶縁性、均一な膜厚、ウェーハに対する密着性に優れ、製造しやすい等の利点を有している。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、このポリイミド層は、ウェーハプロセス中にプラズマによるドライエッチングや各種反応を受けて徐々に消耗および劣化しやすく、取り扱い時等に傷が生じて比較的短期間で静電チャック装置の絶縁性が悪化したり、真空中で壊れやすく、耐久性が悪く、寿命が短い問題があった。
【０００８】
さらに、静電チャック装置用シートの作成時のハンドリングおよび該シートの基盤への装着によりポリイミド層に傷を付けやすいという製造上の問題もあった。このように絶縁層またはポリイミド層に微小な欠陥が生じると、そこにプラズマの電荷が集中してさらに欠陥を深める作用がある。ハンドリングによりポリイミド層に傷をつけることはよくあり、このため歩留まりが悪かった。
【０００９】
このような傷を防ぎ、生産性および耐久性を高めることを目的として種々の発明がなされている。
具体的には、特開平８−２６４５５０号公報には、熱分解窒化硼素からなる吸着面に硬質セラミックスの保護層が形成されてなる静電チャック装置が開示されている。この装置は、硬質セラミックスが有する特性から、吸着面の損耗を押さえることはできるが、セラミックスで極めて平坦な面をだすことは難しいため製造コストが高いという欠点を有している。
【００１０】
また、特開平２−２７７４８号公報には、第１の絶縁層、第１接着層、電極層、第２の接着層、および絶縁層からなる静電チャック装置用シートと、該絶縁層と、接着層とに硬質フィラーを添加する技術が開示されている。しかしながら、この技術によってもポリイミド層の耐久性を十分に改善するには至らなかった。
【００１１】
さらに、特開平７−３３５７３２号公報には、樹脂シート上にセラミックコーティングを形成する技術が記載されているが、セラミックスコーティングの蒸着形成には費用がかかる問題があった。また、樹脂とセラミックスとの密着性が悪い場合があった。
【００１２】
本発明は上記事情に鑑みてなされたものであり、信頼性が高く長寿命で、しかも製造コストが安い静電チャック装置用シート、およびそれを具備してなる静電チャック装置を提供することを課題としている。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
本発明は、反応性シリコーン処理シリカと反応性アクリルモノマーとの混合物、またはアクリル多官能モノマーとエポキシモノマーとの混合物の１または２以上から得られる樹脂からなる保護層が、吸着面に形成されてなることを特徴とする静電チャック装置により上記課題を解決した。
【００１４】
また、本発明は、被吸着物を積載する面である、反応性シリコーン処理シリカと反応性アクリルモノマーとの混合物、またはアクリル多官能モノマーとエポキシモノマーとの混合物の１または２以上から得られる樹脂からなる保護層と、第２絶縁層と、第２接着層と、電極層と、第１接着層と、第１絶縁層と、第３接着層とが順次積層してなることを特徴とする静電チャック装置用シートにより上記課題を解決した。
【００１５】
さらに、本発明は、被吸着物を積載する面である、反応性シリコーン処理シリカと反応性アクリルモノマーとの混合物、またはアクリル多官能モノマーとエポキシモノマーとの混合物の１または２以上から得られる樹脂からなる保護層と、絶縁層と、金属の蒸着膜またはメッキ膜からなる電極層と、接着層とが順次積層してなることを特徴とする静電チャック装置用シートにより上記課題を解決した。
【００１６】
【発明の実施の形態】
上述したように、本発明に係る保護層はシリコーン系樹脂、エポキシ系樹脂、またはアクリル系樹脂で形成されている。これらの樹脂は単体で使用されてもよく、２種以上を混合して使用することもできる。
【００１７】
プラスチックのハードコート剤としては、その他にメラミン系樹脂、イミド系樹脂等を挙げることができるが、これらの樹脂と比較してシリコーン系樹脂、エポキシ系樹脂、またはアクリル系樹脂は、絶縁層、特にポリイミドフィルムとの密着性が良好であるため、静電チャック装置の保護層をなす樹脂として好ましい。
【００１８】
上記保護層をなすシリコーン系樹脂は、ＵＶ・ＥＢ硬化性シリコーン樹脂と、熱硬化性シリコーン樹脂と、常温硬化性シリコーン樹脂とに大別される。
本発明の静電チャック装置および静電チャック装置用シートにおいては、いずれのシリコーン樹脂も使用することができる。
しかしながら、コーティング作業性を考慮すると、ＵＶ・ＥＢ硬化性シリコーン樹脂がより好ましい。
その中でも、ＵＶ硬化性樹脂は、使用するＵＶ照射装置が小型で安価であるため、より好ましい。通常、保護層は０．５〜１０μｍ、好ましくは１〜５μｍの薄膜であるため、ＵＶ照射により、常温、短時間で充分硬化させることができる。
【００１９】
ＵＶ硬化性シリコーン樹脂としては、アクリル変性シリコーン、好ましくはシリカ表面をアクリル変性シロキサンでカップリング処理し、該シリカとアクリル等のビニル基を含有する反応性モノマー、オリゴマーと共に用いるＵＶ硬化性シリコーン系樹脂である、東芝シリコーン社製のＵＶＨＣ−１１０１，１１０３、１１０５等を例示できる。
【００２０】
また、熱硬化性シリコーン樹脂を使用する場合には、１００〜１８０℃に加熱することにより、硬化できる。
熱硬化性シリコーン樹脂としては、ジメチルジメトキシシラン、メチルトリメトキシシラン、テトラメトキシシラン等のオルガノアルコキシシラン等を例示できる。
【００２１】
さらに、常温硬化型樹脂を使用する場合には、塗工するのみで、特別な硬化処理を施すことなく、保護層を得ることができる。
当該常温硬化型樹脂としては、例えば、室温硬化型レジン系コーティング剤、および室温硬化型シリコーンゴムを例示することができる。
上記レジン系コーティング剤は、主に加水分解反応を伴う脱アルコールまたは脱オキシム反応により、容易に硬化する。商品名ＳＲ２４１０、２４１１等（トーレダウコーニング社製）、ＳＥ９１４０、ＳＨ７８０、ＳＨ９５５１、ＳＨ１８４０等（東レシリコーン社製）を例示できる。
一方、上記シリコーン樹脂は、空気中の水分、または硬化剤によって、室温で硬化反応が進行してゴム弾性体となる。
【００２２】
エポキシ系樹脂としては、１分子中にエポキシ基を２個以上有するモノマー、オリゴマー、またはエポキシ（メタ）アクリレート等を例示できる。
【００２３】
また、アクリル系樹脂としては、トリメチロールプロパントリ（メタ）アクリレート、ペンタエリスリトールテトラ（メタ）アクリレート、ジペンタエリスリトールヘキサ（メタ）アクリレート等の多官能オリゴエステルアクリレート、アクリレートモノマーまたはオリゴマー等を例示できる。
【００２４】
上述したように、保護層の厚さは、０．５〜１０μｍであり、好ましくは１〜５μｍである。
０．５μｍより薄いと、保護層としての役割を果たすことができず、逆に１０μｍより厚いと、硬化時間がかかる、熱伝導性が低下する、および絶縁層がカールしてしまう等の不都合が生じるため、好ましくない。
【００２５】
上記樹脂を含有してなる保護層は、さらにシリカ、特にコロイダルシリカを含有していることが好ましい。
コロイダルシリカが含有されてなる保護層は、耐摩耗性がより改善されるため、シート製造時の取り扱いにおけるシートへの損傷、およびプラズマ照射した場合のプラズマによるシート損傷等という不都合を防止できる。
【００２６】
コロイダルシリカの中でも、０．００５〜０．１５ミクロンの大きさのものが好ましい。０．００５ミクロンより小さいと、凝集粉が多くなり、逆に０．１５ミクロンより大きいと、保護層表面に露出しやすくなるため、好ましくない。
【００２７】
また、シリカは、保護層に０．１〜５０質量％の割合で添加されていることが好ましく、１〜４０質量％がより好ましく、さらに５〜３０質量％が最も好ましい。
０．１質量％より少ないと、保護層に充分な耐摩耗性を付与することができず、逆に、５０質量％より多いと、保護層表面に露出しやすくなるため、好ましくない。
【００２８】
さらに、シリカは樹脂中に単に分散しているのではなく、シリコーン系樹脂、エポキシ系樹脂、またはアクリル系樹脂とカップリングしていることが好ましい。その中でも、図１に示すように、シリカ表面のＯＨ基を、ビニル基を有するシラン（アクリルシラン）でカップリングし、ビニル基でアクリルオリゴマーと重合して硬化させた形態が最も好ましい。
なお、上記形態において、シリカと、アクリルシランとは、図２に示すように反応している。
【００２９】
単に分散している状態では、凝集粉が多いため、プラズマ照射された場合に、分散しているシリカがそのプラズマの影響を受けて絶縁破壊を起こしやすい。これに対して、両者がカップリングしている状態では、一次径で均一に分散しやすいため、シリカがプラズマの影響を受けにくく、その結果、劣化しにくいからである。
【００３０】
また、本発明の静電チャック装置は、図３に示すように、金属基盤１と、接着層２と、その上に設けられた電極層３と、さらにその上に設けられた電気絶縁層４と、保護層とを具備していることが好ましい。
【００３１】
上記金属基盤１は、銅、アルミニウム等の熱伝導性のより金属で作製されており、恒温水等を通して温度調節するための温度調整用空間が設けられていてもよい（図示せず）。
また、金属製の表面をアルマイト加工、テフロン加工、またはセラミック加工されているものが好ましい。
【００３２】
上記接着剤層２は、絶縁層としても機能するものであり、その上に設けられる電気絶縁層４、金属基盤１、または電極層３のそれぞれに対する接着力と、電気特性と、耐熱性とに優れた特性を有することが望まれる。
【００３３】
たとえば、熱硬化型接着剤、２液硬化型接着剤等により形成することができる。
より具体的には、エポキシ系、ポリイミド系、変性ポリアミド系、ゴム系、ポリアミドイミド系、ポリエステル系の接着剤を使用することができる。これら例示した接着剤は、単独でも使用できるし、また混合して使用することもできる。
【００３４】
上記電極層３は、ウェーハを台座に載置する前に分極電荷を発生させるためのものである。金属箔のラミネート、または金属蒸着あるいは金属メッキしたプラスチックシートを用い、金属基盤１のピン穴等に合致するパターンを形成することによって形成することができる。そのパターンとしては、例えば、図４に示した電極パターン１３を挙げることができる。
なお、図４において、参照番号２３はウェーハを上下するピン穴を示す。
【００３５】
電極３をなす金属としては、銅、アルミニウム、錫、ニッケル、クロム等を使用することができるが、安定した導電性と加工性とが得られれば、特に限定されない。
【００３６】
電気絶縁層４としては、耐電圧特性の優れた高耐熱性プラスチックフィルムを使用することが好ましい。また、印加電圧に耐えると同時に、できる限り薄いことが好ましい。できる限り薄く形成することにより、装置に載置されるウェーハと、静電チャック装置との間の静電吸着性を向上させることができるからである。
具体的には、５〜７５μｍの厚さを有するポリイミドフィルムが好ましい。
【００３７】
ポリイミドフィルムとしては、カプトン（デュポン社製）、アピカル（鐘淵化学工業社製）、ユーピレックス（宇部興産社製）などを例示することができる。
【００３８】
保護層５としては、先に説明した層と同様の層を使用することが好ましい。
【００３９】
上述した静電チャック装置の他に、本発明は、静電チャック装置用シートを提供するものである。
その静電チャック装置用シートとは、図３に示したように、被吸着物を積載する面である、シリコーン系樹脂、エポキシ系樹脂、アクリル系樹脂の１または２以上の樹脂からなる保護層５と、絶縁層４と、金属の蒸着膜またはメッキ膜からなる電極層３と、接着層２とが順次積層してなることを特徴とするものである。
【００４０】
さらに、上記静電チャック装置用シートの他に、図５に示すように、被吸着物を積載する面である、シリコーン系樹脂、エポキシ系樹脂、アクリル系樹脂の１または２以上の樹脂からなる保護層５と、第２絶縁層３４と、第２接着層３２と、電極層３と、第１接着層２２と、第１絶縁層２４と、第３接着層４２とが順次積層してなることを特徴とする静電チャック装置用シートを提供するものである。
【００４１】
上記静電チャック装置用シートをなす各層は、先に説明した層と同様の層で構成することが好ましい。
【００４２】
本発明の静電チャック装置用シートによれば、上記層構造をとることにより、耐損傷性に優れると共に熱伝導性が向上するという効果が得られる。
【００４３】
【実施例】
以下、本発明の静電チャック装置用シートおよびそれを具備してなる静電チャック装置について具体的に説明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。
【００４４】
［実施例1］
Ａ図６に示される第１積層体１０１の製造
ポリイミドフィルム（厚さ２５μｍのユーピレックス、宇部興産社）２４の片面に、下記組成からなる接着剤を、乾燥後の厚さが１０μｍとなるように塗布し、１５０℃で５分間乾燥させて第１接着剤層２２を形成した。
【００４５】
接着剤層２２をなす接着剤の組成とは、以下の通りである。
アクリロニトリル−ブタジエンゴム
（ニッポール１００１，日本ゼオン社製）１００部
エポキシ樹脂（エピコートＹＬ９７９、油化シェル社製）５０部
クレゾール型フェノール樹脂（ＣＫＭ２４００、昭和高分子社製）５０部
ジシアンジアミド（和光純薬社製）５部
ＭＥＫ（メチルエチルケトン）５００部
【００４６】
次いで、電解銅箔（１／２ｏｚ、日本鉱業社製、厚さ：２０μｍ）を、上記第１接着剤層２２に貼り合わせ、１００〜１５０℃のステップキュアー処理を６時間行い、ネガ型感光シート（ＡＬＰＨＯ３５１Ｙ２５、日本合成化学社製）を銅箔側に貼り合わせた。
次いで、露光−現像（炭酸ナトリウム１％水溶液）−エッチング（塩化第１鉄／塩化第２鉄／塩酸）−洗浄（イオン交換水）−乾燥を行い、所定形状の電極層３を形成することにより、図６に示す第１構造体１０１を作製した。
【００４７】
Ｂ．図７に示す第２構造体１０２の製造
１．保護層５を成すＵＶ硬化性塗料の調整：
シリコーンハードコート剤ＵＶＨＣ１１０３（シリコーン系コート剤：反応性シリコーン処理シリカと反応性アクリルモノマーとの混合物、東芝シリコーン社製）をＩＰＡ（イソプロピルアルコール）に溶解させ、固形分４０％の塗料を調整することにより、保護層５をなす塗料を得た。
【００４８】
２．保護層の作製：
ポリイミドフィルム（厚さ５０μｍのユーピレックス、宇部興産社製）に、上記ＵＶ硬化性塗料をグラビアコーターを用いて、乾燥後の厚さが２μｍとなるように塗工し、８０℃で乾燥させ、次いでＵＶ照射装置を用いて上記塗料を硬化させ、保護層５を形成した。
ＵＶ照射条件は以下の通りである。
高圧水銀灯：１６０Ｗ／ｃｍ
照射距離：１００ｍｍ
通過速度：１０ｍ／分
【００４９】
３．第２接着層３２の作製
その後、ポリイミドフィルム３４の他の面（保護層５が形成されていない面）に、乾燥後の厚さが１０μｍとなるように、実施例１で使用したものと同様の組成からなる接着剤を塗布し、厚さが１０μｍの第２接着剤層３２を形成することにより、図７に示す第２構造体１０２を作製した。
【００５０】
Ｃ．図５に示した静電チャック装置用シート１７の作製：
上記第１構造体の電極層３と、上記第２構造体の第２接着層３２とを貼り合わせ、次いで上記第１構造体を得たときと同様のステップキュアーを行った。
その後、さらに第１構造体のポリイミドフィルム２４面に、乾燥後の厚さが１０μｍになるよう前記接着剤を塗布し、１５０℃で５分間乾燥させて第３接着剤層４２を形成することにより、図５に示した、本実施例の静電チャック装置用シート（厚さ１２７μｍ）１７を得た。
【００５１】
Ｄ．図５に示した静電チャック装置の製造：
上記工程にて得られた静電チャック装置用シートを金属基盤１の形状に合わせて形成加工し、前記接着剤を介して金属基盤１とシート７の接着剤層２とを貼り合わせ、前記と同様のステップキュアーを行って、図５に示した、本実施例の静電チャック装置を製造した。
なお、本実施例で使用した金属基盤１は、アルミニウム製で、表面をアルマイト加工したものである。
【００５２】
［実施例２］
Ａ図３に示した静電チャック装置用シートの製造
１．保護層５を成すＵＶ硬化性塗料の調整：
シリコーンハードコート剤ＵＶＨＣ１１０３（シリコーン系コート剤：反応性シリコーン処理シリカと反応性アクリルモノマーとの混合物、東芝シリコーン社製）をＩＰＡ（イソプロピルアルコール）に溶解させ、固形分４０％の塗料を調整することにより、保護層５をなす塗料を得た。
【００５３】
２．保護層５の作製：
ポリイミドフィルム（厚さ５０μｍのユーピレックス、宇部興産社製）４に、上記ＵＶ硬化性塗料をグラビアコーターを用いて、乾燥後の厚さが２μｍとなるように塗工し、８０℃で乾燥させ、次いでＵＶ照射装置を用いて上記塗料を硬化させ、保護層５を形成した。
ＵＶ照射条件は以下の通りである。
高圧水銀灯：１６０Ｗ／ｃｍ
照射距離：１００ｍｍ
通過速度：１０ｍ／分
【００５４】
３．電極層３の作製：
上記ポリイミドフィルム４の未処理面（保護層５が形成されていない面）にニッケルを蒸着し、さらに銅をメッキして、合計して２μｍの厚さにし、ネガ型感光フィルム（ＡＬＰＨＯ３５１Ｙ２５、日本合成化学社製）を蒸着面側に貼り合わせ、前記と同様にして、露光−現像（炭酸ナトリウム１％水溶液）−エッチング（塩化第１鉄／塩化第２鉄／塩酸）−洗浄（イオン交換水）−乾燥を行い、所定形状の電極層３を形成した。
【００５５】
４．接着層２の作製：
ついで、得られた電極層３上に、乾燥後の厚さが２５μｍになるように、実施例１で使用した接着剤を塗布し、１５０℃で５分間乾燥させた後、第２回目の塗布・乾燥を行い、厚さが５０μｍの接着剤層２（絶縁層として働く）を形成することにより、図３に示した本実施例の静電チャック装置用シート（厚さ１０４μｍ）７を得た。
【００５６】
５．図３に示した静電チャック装置の作成：
上記工程にて得られた静電チャック装置用シート７を金属基盤１の形状に合わせて形成加工し、前記接着層２と金属基盤１とを貼り合わせ、前記と同様のステップキュアーを行って、図３に示した、本実施例の静電チャック装置を製造した。
なお、本実施例で使用した金属基盤１は、アルミニウム製で、表面をアルマイト加工したものである。
【００５７】
［実施例３］
保護層５を成すＵＶ硬化性塗料として、シリコーンハードコート剤ＵＶＨＣ１１０３に代えて、アデカオプトマーＫＲ−５６６（アクリル多官能モノマーとエポキシモノマーとの混合物、旭電化工業社製）をＭＥＫ（メチルエチルケトン）に溶解させて得た固形分４０％の塗料を使用した以外は、実施例１と同様にして、静電チャック装置用シートおよびそれを具備してなる静電チャック装置を製造した。
【００５８】
［実施例４］
保護層５を成すＵＶ硬化性塗料として、シリコーンハードコート剤ＵＶＨＣ１１０３に代えて、アデカオプトマーＫＲ−５６６（アクリル多官能モノマーとエポキシモノマーとの混合物、旭電化工業社製）をＭＥＫ（メチルエチルケトン）に溶解させて得た固形分４０％の塗料を使用した以外は、実施例２と同様にして、静電チャック装置用シートおよびそれを具備してなる静電チャック装置を製造した。
【００５９】
［比較例１］
実施例１において保護層（２μｍ）５を形成しない第２構造体１０２’を使用する以外は、実施例１と同様にして、図８に示す厚さ１２５μｍの比較例用の静電チャック装置用シート７’、およびそれを具備してなる静電チャック装置を得た。
【００６０】
［比較例２］
実施例２において保護層（２μｍ）５を形成しない以外は、実施例２と同様にして、図９に示す厚さ１０２μｍの比較例用の静電チャック装置用シート７’、およびそれを具備してなる静電チャック装置を得た。
【００６１】
次に、上記実施例および比較例で得られた静電チャック装置用シート７、７’およびそれを具備してなる静電チャック装置について、以下に示す評価を行った。
【００６２】
１．耐摩擦傷性
スチールウール＃００００を用いて、実施例で得られた静電チャック装置用シート１７の片面である保護層５、および比較例で得られた静電チャック装置用シート１７’の片面であるポリイミド層３４，４を、加重１４０ｇ／ｃｍ２で１０往復擦り、その表面を目視により観察した。
【００６３】
その結果、実施例の静電チャック装置用シートの表面はほとんど変化がなく、耐摩擦傷性に優れていることが確認された。
これに対して、比較例の静電チャック装置用シートの表面には、細かい傷が多数観察され、耐摩擦傷性に問題があることが確認された。
【００６４】
２．密着性
実施例で得られた静電チャック装置用シート１７の片面である保護層５の表面の１０ｍｍ×１０ｍｍに、１ｍｍ×１ｍｍ×深さ約５μｍの傷を１０×１０（個）付けた
ついで、上記傷の上に市販のセロハンテープを貼り、加重１４０ｇ／ｃｍ２で１往復させることにより静電チャック装置用シートとセロハンテープとを密着させ、その後セロハンテープを剥がした。
テープを剥がした後、顕微鏡で静電チャック装置用シート表面を観察し、層の残存状態を密着性として評価した。つまり、表面の層が多く残っている場合を密着性が良好であるとした。
その結果、実施例で得られた静電チャック装置用シートでは、１００個当たり８０個以上残っており、密着性は良好であった。
【００６５】
３．耐久性
実施例および比較例で得られた静電チャック装置の被吸着面（試験部位は、直径１０ｍｍ）に、平均粒径３０μｍのシリカ微粉末０．５ｇを載せ、５０ｋｇ／ｃｍ２で２分間加圧して、被吸着面に傷を形成した。
シリカをエアガンで除去した後、直径２５ｍｍの電極（真鍮製）を被吸着面に置き、５００ｇ／ｃｍ２での加重をかけた状態で静電チャック装置の電極／被吸着面の真鍮製の電極に電圧を印加し、絶縁破壊が起こる電圧を測定した。
なお、結果は、上記試験を１０回行った場合の平均値である。
また、比較のために、傷を付けない静電チャック装置の絶縁破壊が起きる電圧を測定した。
【００６６】
【表１】

【００６７】
上記表１から明らかなように、本実施例の静電チャック装置は、耐電圧が高かった。このことから、耐久性に優れていることが確認された。
これに対して、比較例で得られた静電チャック装置は、その表面に傷が付くことにより、絶縁破壊が起きる、電圧がかなり下がり、実用において耐久性に問題があることが確認された。
【００６８】
【発明の効果】
本発明の静電チャック装置および静電チャック装置用シートは、シリコーン系樹脂、エポキシ系樹脂、アクリル系樹脂の１または２以上の樹脂からなる保護層が、吸着面に形成されてなることを特徴とする装置およびシートである。
ウェーハが載置される吸着面に形成されている保護層は上記樹脂で形成されており、この樹脂は、ハンドリング等によるポリイミド等の絶縁層表面の傷付けを防止できるので、歩留まりを向上させることができる。さらに、極めて平坦な面を、低製造コストで実現できる。
【００６９】
したがって、本発明の静電チャック装置および静電チャック用シートによれば、性能に優れ、同時に比較的寿命が長い静電チャック装置を提供することができる。
【００７０】
特に、吸着面に表面が粗面であるポリイミド樹脂からなる層が形成され、この粗面上に上記保護層が形成されている静電チャック装置にあっては、ポリイミド樹脂層と保護層との接着性に優れているので、層形成しやすく、さらに薄膜化しやすい。
【図面の簡単な説明】
【図１】保護層において、シリカとシランとがカップリングし、アクリルポリマー鎖が形成されている状態を示す模式図である。
【図２】コロイダルシリカ粒子をアクリルシランで処理した場合を示す概念図である。
【図３】本発明の静電チャック装置用シート、およびそれを具備してなる静電チャック装置の一例の概略を示す断面図である。
【図４】電極層の好ましいパターンを示す概略図である。
【図５】実施例１、３の静電チャック装置用シート、およびそれを具備してなる静電チャック装置を示す断面図である。
【図６】実施例１、３の静電チャック装置用シートをなす、第１構造体を示す断面図である。
【図７】実施例１、３の静電チャック装置用シートをなす、第２構造体を示す断面図である。
【図８】比較例１の静電チャック装置用シートを示す断面図である。
【図９】比較例２の静電チャック装置用シートを示す断面図である。
【符号の説明】
１金属基盤
２接着剤層
３電極層
４電気絶縁層
５保護層
６ウェーハ
７静電チャック装置用シート
７’比較例で製造した静電チャック装置用シート
１３電極パターン
２２第１接着層
２３電極層に設けられた、ウェーハを上下するピン穴
２４第１構造体のポリイミド層
３２第２接着層
３４第２構造体のポリイミド層
４２第３接着層
１０１第１構造体
１０２第２構造体
１０２’ 比較例で得た第２構造体[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a sheet for an electrostatic chuck device particularly excellent in wear resistance and damage resistance, and an electrostatic chuck device comprising the sheet.
[0002]
[Prior art]
For example, in a semiconductor wafer processing process, a wafer chuck device is used to fix a wafer to be processed. Conventionally, as a wafer chuck device, a mechanical chuck device that locks the outer periphery of the wafer with a claw is also used, but it is difficult to ensure sufficient adhesion between the back surface of the wafer and the chuck device main body, so there is a gap. The heat generated from the wafer was difficult to escape to the chuck device body. For this reason, the temperature control during the process is difficult, and there is a drawback that it becomes thermally unstable.
[0003]
Moreover, the nail | claw which covers an outer peripheral part produces a shadow, and a process cannot be performed uniformly. There were also problems that the wafer was cracked due to the nail and dust was generated.
[0004]
Recently, there has been a tendency to increase the size of wafers, and a maximum of about 12 inches has started to appear. As the wafer becomes larger in this way, the problem becomes more prominent by fixing it with a mechanical chuck device.
[0005]
Therefore, recently, an electrostatic chuck device that can uniformly attract the back surface of a wafer using static electricity has begun to be widely used.
[0006]
For example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 8-148549 discloses an apparatus in which a polyimide layer made of polyimide resin is formed on an adsorption surface (pedestal surface) of an electrostatic chuck device. This device has advantages such as insulation, uniform film thickness, excellent adhesion to the wafer, and easy manufacturing due to the characteristics of the polyimide resin.
[0007]
[Problems to be solved by the invention]
However, this polyimide layer is subject to gradual wear and deterioration due to plasma dry etching and various reactions during the wafer process. There was a problem that it deteriorated, was easily broken in vacuum, had poor durability, and had a short life.
[0008]
Furthermore, there is a problem in manufacturing that the polyimide layer is easily damaged by handling at the time of producing the sheet for the electrostatic chuck device and mounting the sheet on the substrate. Thus, when a micro defect arises in an insulating layer or a polyimide layer, there exists an effect | action which the electric charge of a plasma concentrates there and deepens a defect further. The polyimide layer is often damaged by handling, and thus the yield is poor.
[0009]
Various inventions have been made for the purpose of preventing such scratches and improving productivity and durability.
Specifically, JP-A-8-264550 discloses an electrostatic chuck device in which a hard ceramic protective layer is formed on an adsorption surface made of pyrolytic boron nitride. Although this device can suppress wear and tear of the adsorption surface due to the characteristics of hard ceramics, it has the disadvantage of high manufacturing cost because it is difficult to produce a very flat surface with ceramics.
[0010]
JP-A-2-27748 discloses a sheet for an electrostatic chuck device comprising a first insulating layer, a first adhesive layer, an electrode layer, a second adhesive layer, and an insulating layer, and the insulating layer; A technique for adding a hard filler to an adhesive layer is disclosed. However, even this technique has not sufficiently improved the durability of the polyimide layer.
[0011]
Furthermore, Japanese Patent Application Laid-Open No. 7-335732 describes a technique for forming a ceramic coating on a resin sheet, but there is a problem that it is expensive to form a ceramic coating by vapor deposition. In some cases, the adhesion between the resin and the ceramic is poor.
[0012]
The present invention has been made in view of the above circumstances, and provides a sheet for an electrostatic chuck device having high reliability, a long life, and a low manufacturing cost, and an electrostatic chuck device including the same. It is an issue.
[0013]
[Means for Solving the Problems]
The present invention Obtained from one or more of a mixture of reactive silicone-treated silica and reactive acrylic monomer, or a mixture of acrylic polyfunctional monomer and epoxy monomer The above-mentioned problem has been solved by an electrostatic chuck device characterized in that a protective layer made of a resin is formed on the adsorption surface.
[0014]
Further, the present invention is a surface on which an object to be adsorbed is loaded. Obtained from one or more of a mixture of reactive silicone-treated silica and reactive acrylic monomer, or a mixture of acrylic polyfunctional monomer and epoxy monomer A protective layer made of resin, a second insulating layer, a second adhesive layer, an electrode layer, a first adhesive layer, a first insulating layer, and a third adhesive layer are sequentially laminated. The above problems have been solved by the electrostatic chuck device sheet.
[0015]
Furthermore, the present invention is a surface on which an object to be adsorbed is loaded. Obtained from one or more of a mixture of reactive silicone-treated silica and reactive acrylic monomer, or a mixture of acrylic polyfunctional monomer and epoxy monomer The above problems have been solved by a sheet for an electrostatic chuck device, wherein a protective layer made of resin, an insulating layer, an electrode layer made of a metal vapor-deposited film or a plating film, and an adhesive layer are sequentially laminated. .
[0016]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
As described above, the protective layer according to the present invention is formed of a silicone resin, an epoxy resin, or an acrylic resin. These resins may be used alone or in combination of two or more.
[0017]
Other examples of the hard coating agent for plastics include melamine resins and imide resins, but silicone resins, epoxy resins, or acrylic resins, compared to these resins, have insulating layers, Since the adhesiveness with a polyimide film is favorable, it is preferable as resin which forms the protective layer of an electrostatic chuck apparatus.
[0018]
Silicone resins forming the protective layer are roughly classified into UV / EB curable silicone resins, thermosetting silicone resins, and room temperature curable silicone resins.
Any silicone resin can be used in the electrostatic chuck device and the electrostatic chuck device sheet of the present invention.
However, in view of coating workability, UV / EB curable silicone resin is more preferable.
Among them, the UV curable resin is more preferable because the UV irradiation apparatus to be used is small and inexpensive. Usually, since the protective layer is a thin film of 0.5 to 10 μm, preferably 1 to 5 μm, it can be sufficiently cured at normal temperature and in a short time by UV irradiation.
[0019]
As the UV curable silicone resin, an acrylic modified silicone, preferably a silica curable silicone resin, which is used together with a reactive monomer or oligomer containing a vinyl group such as acrylic, which is obtained by coupling the silica surface with an acrylic modified siloxane. Examples thereof include UVHC-1101, 1103 and 1105 manufactured by Toshiba Silicone.
[0020]
Moreover, when using a thermosetting silicone resin, it can harden | cure by heating to 100-180 degreeC.
Examples of the thermosetting silicone resin include organoalkoxysilanes such as dimethyldimethoxysilane, methyltrimethoxysilane, and tetramethoxysilane.
[0021]
Furthermore, when a room temperature curable resin is used, the protective layer can be obtained only by coating and without performing a special curing treatment.
Examples of the room temperature curable resin include room temperature curable resin coating agents and room temperature curable silicone rubber.
The resin-based coating agent is easily cured by dealcoholization or deoxime reaction mainly involving hydrolysis reaction. Examples include trade names SR2410 and 2411 (Toray Dow Corning), SE9140, SH780, SH9551, SH1840 and the like (Toray Silicone).
On the other hand, the silicone resin undergoes a curing reaction at room temperature by moisture in the air or a curing agent to become a rubber elastic body.
[0022]
Examples of the epoxy resin include a monomer having two or more epoxy groups in one molecule, an oligomer, or epoxy (meth) acrylate.
[0023]
Examples of the acrylic resin include polyfunctional oligoester acrylates such as trimethylolpropane tri (meth) acrylate, pentaerythritol tetra (meth) acrylate, and dipentaerythritol hexa (meth) acrylate, acrylate monomers or oligomers.
[0024]
As described above, the thickness of the protective layer is 0.5 to 10 μm, preferably 1 to 5 μm.
If it is thinner than 0.5 μm, it cannot serve as a protective layer. Conversely, if it is thicker than 10 μm, it takes time to cure, thermal conductivity is lowered, and the insulating layer is curled. This is not preferable because it occurs.
[0025]
The protective layer containing the resin preferably further contains silica, particularly colloidal silica.
Since the protective layer containing colloidal silica is further improved in wear resistance, it is possible to prevent inconveniences such as damage to the sheet during handling during sheet manufacture and damage to the sheet due to plasma when irradiated with plasma.
[0026]
Among colloidal silica, those having a size of 0.005 to 0.15 microns are preferable. If it is smaller than 0.005 microns, the amount of agglomerated powder increases, and conversely if it is larger than 0.15 microns, it tends to be exposed on the surface of the protective layer, which is not preferable.
[0027]
Moreover, silica is 0.1-50 in a protective layer. quality It is preferable that it is added in a ratio of% by weight, and 1 to 40 quality The amount% is more preferable, and further 5-30. quality The amount% is most preferred.
0.1 quality If the amount is less than%, sufficient protection against wear cannot be imparted to the protective layer. quality When the amount is more than%, it is not preferable because it is easily exposed on the surface of the protective layer.
[0028]
Furthermore, it is preferable that the silica is not simply dispersed in the resin, but is coupled with a silicone resin, an epoxy resin, or an acrylic resin. Among these, as shown in FIG. 1, a form in which the OH group on the silica surface is coupled with a silane having a vinyl group (acrylic silane) and polymerized with an acrylic oligomer with the vinyl group and cured is most preferable.
In the above embodiment, silica and acrylsilane are reacted as shown in FIG.
[0029]
In a simply dispersed state, there are many agglomerated powders, and therefore, when irradiated with plasma, the dispersed silica is easily affected by the plasma and easily causes dielectric breakdown. On the other hand, in a state where both are coupled, the primary diameter is likely to be uniformly dispersed, so that silica is not easily affected by plasma and as a result is not easily deteriorated.
[0030]
In addition, as shown in FIG. 3, the electrostatic chuck device of the present invention includes a metal substrate 1, an adhesive layer 2, an electrode layer 3 provided thereon, and an electrical insulating layer 4 provided thereon. And a protective layer.
[0031]
The metal substrate 1 is made of a heat conductive metal such as copper or aluminum, and may be provided with a temperature adjusting space for adjusting the temperature through constant temperature water or the like (not shown).
In addition, it is preferable that the metal surface be anodized, teflon processed, or ceramic processed.
[0032]
The adhesive layer 2 also functions as an insulating layer, and has an adhesive force, electrical characteristics, and heat resistance to each of the electrical insulating layer 4, the metal substrate 1, or the electrode layer 3 provided thereon. It is desirable to have excellent properties.
[0033]
For example, it can be formed with a thermosetting adhesive, a two-component curable adhesive, or the like.
More specifically, epoxy, polyimide, modified polyamide, rubber, polyamideimide, and polyester adhesives can be used. These exemplified adhesives can be used alone or in admixture.
[0034]
The electrode layer 3 is for generating polarized charges before placing the wafer on the pedestal. It can be formed by forming a pattern that matches a pin hole or the like of the metal substrate 1 using a laminated metal foil, or a metal sheet or metal-plated plastic sheet. Examples of the pattern include the electrode pattern 13 shown in FIG.
In FIG. 4, reference numeral 23 indicates a pin hole for moving up and down the wafer.
[0035]
As the metal forming the electrode 3, copper, aluminum, tin, nickel, chromium, or the like can be used, but is not particularly limited as long as stable conductivity and workability are obtained.
[0036]
As the electrical insulating layer 4, it is preferable to use a high heat-resistant plastic film having excellent withstand voltage characteristics. In addition, it is preferable to withstand the applied voltage and at the same time be as thin as possible. This is because, by forming it as thin as possible, the electrostatic attraction between the wafer placed on the apparatus and the electrostatic chuck apparatus can be improved.
Specifically, a polyimide film having a thickness of 5 to 75 μm is preferable.
[0037]
Examples of the polyimide film include Kapton (manufactured by DuPont), Apical (manufactured by Kaneka Chemical Co., Ltd.), Upilex (manufactured by Ube Industries), and the like.
[0038]
As the protective layer 5, it is preferable to use a layer similar to the layer described above.
[0039]
In addition to the electrostatic chuck device described above, the present invention provides a sheet for an electrostatic chuck device.
As shown in FIG. 3, the electrostatic chuck device sheet is a surface on which an object to be adsorbed is loaded, and is a protective layer made of one or more resins of silicone resin, epoxy resin, and acrylic resin. 5, an insulating layer 4, an electrode layer 3 made of a metal vapor deposition film or a plating film, and an adhesive layer 2 are sequentially laminated.
[0040]
Further, in addition to the electrostatic chuck device sheet, as shown in FIG. 5, it is made of one or more resins such as a silicone resin, an epoxy resin, and an acrylic resin on which the object to be adsorbed is stacked. The protective layer 5, the second insulating layer 34, the second adhesive layer 32, the electrode layer 3, the first adhesive layer 22, the first insulating layer 24, and the third adhesive layer 42 are sequentially stacked. A sheet for an electrostatic chuck device is provided.
[0041]
Each layer constituting the sheet for the electrostatic chuck device is preferably composed of the same layer as described above.
[0042]
According to the sheet for an electrostatic chuck device of the present invention, by taking the above layer structure, it is possible to obtain an effect of being excellent in damage resistance and improving thermal conductivity.
[0043]
【Example】
Hereinafter, although the sheet | seat for electrostatic chuck apparatuses of this invention and the electrostatic chuck apparatus provided with the same are demonstrated, this invention is not limited to these.
[0044]
[Example 1]
A Production of the first laminate 101 shown in FIG.
An adhesive having the following composition is applied to one side of a polyimide film (upilex 25 μm thick, Ube Industries) so that the thickness after drying is 10 μm, and dried at 150 ° C. for 5 minutes to be first. An adhesive layer 22 was formed.
[0045]
The composition of the adhesive forming the adhesive layer 22 is as follows.
Acrylonitrile-butadiene rubber
(Nippol 1001, Nippon Zeon Co., Ltd.) 100 parts
Epoxy resin (Epicoat YL979, manufactured by Yuka Shell) 50 parts
50 parts of cresol type phenol resin (CKM2400, manufactured by Showa Polymer Co., Ltd.)
Dicyandiamide (Wako Pure Chemical Industries, Ltd.) 5 parts
MEK (methyl ethyl ketone) 500 parts
[0046]
Next, an electrolytic copper foil (1/2 oz, manufactured by Nippon Mining Co., Ltd., thickness: 20 μm) is bonded to the first adhesive layer 22 and subjected to a step cure treatment at 100 to 150 ° C. for 6 hours, and a negative photosensitive sheet. (ALPHAHO351Y25, manufactured by Nippon Synthetic Chemical Co., Ltd.) was bonded to the copper foil side.
Next, exposure-development (1% aqueous solution of sodium carbonate) -etching (ferrous chloride / ferric chloride / hydrochloric acid) -washing (ion-exchanged water) -drying is performed to form the electrode layer 3 having a predetermined shape. The 1st structure 101 shown in FIG. 6 was produced.
[0047]
B. Production of second structure 102 shown in FIG.
1. Adjustment of the UV curable paint forming the protective layer 5:
Silicone hard coating agent UVHC1103 (silicone coating agent: mixture of reactive silicone-treated silica and reactive acrylic monomer, manufactured by Toshiba Silicone Co., Ltd.) is dissolved in IPA (isopropyl alcohol) to prepare a paint having a solid content of 40%. Thus, a coating material forming the protective layer 5 was obtained.
[0048]
2. Production of protective layer:
The above UV curable coating is applied to a polyimide film (upile 50 μm thick, manufactured by Ube Industries Co., Ltd.) using a gravure coater so that the thickness after drying becomes 2 μm, dried at 80 ° C., and then The said coating material was hardened using UV irradiation apparatus, and the protective layer 5 was formed.
The UV irradiation conditions are as follows.
High-pressure mercury lamp: 160 W / cm
Irradiation distance: 100mm
Passing speed: 10m / min
[0049]
3. Production of second adhesive layer 32
Thereafter, an adhesive having the same composition as that used in Example 1 is applied to the other surface of the polyimide film 34 (the surface where the protective layer 5 is not formed) so that the thickness after drying is 10 μm. The second structure 102 shown in FIG. 7 was produced by coating and forming a second adhesive layer 32 having a thickness of 10 μm.
[0050]
C. Fabrication of the electrostatic chuck device sheet 17 shown in FIG.
The electrode layer 3 of the first structure and the second adhesive layer 32 of the second structure were bonded together, and then the same step cure as when the first structure was obtained was performed.
Thereafter, the adhesive is further applied to the surface of the polyimide film 24 of the first structure so that the thickness after drying becomes 10 μm, and dried at 150 ° C. for 5 minutes to form the third adhesive layer 42. 5, an electrostatic chuck device sheet (thickness 127 μm) 17 of this example was obtained.
[0051]
D. Production of the electrostatic chuck device shown in FIG.
The electrostatic chuck device sheet obtained in the above process is formed and processed in accordance with the shape of the metal substrate 1, and the metal substrate 1 and the adhesive layer 2 of the sheet 7 are bonded together via the adhesive. The same step cure was performed to manufacture the electrostatic chuck device of this example shown in FIG.
The metal substrate 1 used in this example is made of aluminum and has a surface anodized.
[0052]
[Example 2]
A. Manufacture of sheet for electrostatic chuck device shown in FIG.
1. Adjustment of the UV curable paint forming the protective layer 5:
Silicone hard coating agent UVHC1103 (silicone coating agent: mixture of reactive silicone-treated silica and reactive acrylic monomer, manufactured by Toshiba Silicone Co., Ltd.) is dissolved in IPA (isopropyl alcohol) to prepare a paint having a solid content of 40%. Thus, a coating material forming the protective layer 5 was obtained.
[0053]
2. Production of protective layer 5:
Using a gravure coater, the above UV curable coating is applied to a polyimide film (upile 50 μm thick, manufactured by Ube Industries) using a gravure coater, and dried at 80 ° C., Subsequently, the said coating material was hardened using UV irradiation apparatus, and the protective layer 5 was formed.
The UV irradiation conditions are as follows.
High-pressure mercury lamp: 160 W / cm
Irradiation distance: 100mm
Passing speed: 10m / min
[0054]
3. Production of electrode layer 3:
Nickel is vapor-deposited on the untreated surface of the polyimide film 4 (the surface on which the protective layer 5 is not formed), and copper is further plated to a total thickness of 2 μm, so that a negative photosensitive film (ALPHO351Y25, Nippon Gosei Co., Ltd.) is obtained. (Made by Kagaku Co., Ltd.) on the vapor deposition surface side, and exposure-development (1% aqueous solution of sodium carbonate) -etching (ferrous chloride / ferric chloride / hydrochloric acid) -cleaning (ion exchange water) -Drying was performed to form the electrode layer 3 having a predetermined shape.
[0055]
4). Preparation of adhesive layer 2:
Next, the adhesive used in Example 1 was applied on the obtained electrode layer 3 so that the thickness after drying was 25 μm, dried at 150 ° C. for 5 minutes, and then the second application. Drying was performed to form an adhesive layer 2 (working as an insulating layer) having a thickness of 50 μm, whereby the electrostatic chuck device sheet (thickness 104 μm) 7 of this example shown in FIG. 3 was obtained. .
[0056]
5. Creation of the electrostatic chuck device shown in FIG.
The electrostatic chuck device sheet 7 obtained in the above process is formed and processed in accordance with the shape of the metal substrate 1, the adhesive layer 2 and the metal substrate 1 are bonded together, and the same step cure as described above is performed. The electrostatic chuck device of this example shown in FIG. 3 was manufactured.
The metal substrate 1 used in this example is made of aluminum and has a surface anodized.
[0057]
[Example 3]
As a UV curable coating material forming the protective layer 5, instead of the silicone hard coat agent UVHC1103, Adekaoptomer KR-566 (a mixture of an acrylic polyfunctional monomer and an epoxy monomer, manufactured by Asahi Denka Kogyo Co., Ltd.) is used as MEK (methyl ethyl ketone). A sheet for an electrostatic chuck device and an electrostatic chuck device comprising the same were manufactured in the same manner as in Example 1 except that the paint having a solid content of 40% obtained by dissolution was used.
[0058]
[Example 4]
As a UV curable coating material forming the protective layer 5, instead of the silicone hard coat agent UVHC1103, Adekaoptomer KR-566 (a mixture of an acrylic polyfunctional monomer and an epoxy monomer, manufactured by Asahi Denka Kogyo Co., Ltd.) is used as MEK (methyl ethyl ketone). A sheet for an electrostatic chuck device and an electrostatic chuck device comprising the same were manufactured in the same manner as in Example 2 except that the paint having a solid content of 40% obtained by dissolution was used.
[0059]
[Comparative Example 1]
For the electrostatic chuck device for the comparative example having a thickness of 125 μm shown in FIG. 8, except that the second structure 102 ′ in which the protective layer (2 μm) 5 is not formed in the first embodiment is used. A sheet 7 ′ and an electrostatic chuck device including the sheet 7 ′ were obtained.
[0060]
[Comparative Example 2]
Except that the protective layer (2 μm) 5 is not formed in Example 2, the sheet of the electrostatic chuck device 7 ′ for comparative example having a thickness of 102 μm shown in FIG. An electrostatic chuck device was obtained.
[0061]
Next, the following evaluations were performed on the electrostatic

chuck device sheets

7 and 7 ′ obtained in the above Examples and Comparative Examples and the electrostatic chuck device comprising the same.
[0062]
1. Scratch resistance
Using steel wool # 0000, the protective layer 5 which is one side of the sheet 17 for electrostatic chuck device obtained in the example, and the polyimide layer which is one side of the sheet 17 ′ for electrostatic chuck device obtained in the comparative example 34 and 4 were rubbed 10 times with a load of 140 g / cm 2, and the surface thereof was visually observed.
[0063]
As a result, it was confirmed that the surface of the sheet for the electrostatic chuck device of the example had almost no change and was excellent in scratch resistance.
On the other hand, many fine scratches were observed on the surface of the sheet for the electrostatic chuck device of the comparative example, and it was confirmed that there was a problem in the resistance to friction scratches.
[0064]
2. Adhesion
10 × 10 (scratches) of 1 mm × 1 mm × depth of about 5 μm were made on the surface of the protective layer 5 which is one side of the sheet 17 for the electrostatic chuck device obtained in the example.
Next, a commercially available cellophane tape was applied onto the scratch, and the electrostatic chuck device sheet and the cellophane tape were brought into close contact with each other by reciprocating at a load of 140 g / cm 2, and then the cellophane tape was peeled off.
After peeling off the tape, the surface of the electrostatic chuck device sheet was observed with a microscope, and the remaining state of the layer was evaluated as adhesion. In other words, the adhesion was good when a lot of surface layers remained.
As a result, in the electrostatic chuck device sheet obtained in the example, 80 or more remained per 100 sheets, and the adhesion was good.
[0065]
3. durability
0.5 g of fine silica powder having an average particle size of 30 μm is placed on the attracted surface (test site is 10 mm in diameter) of the electrostatic chuck devices obtained in the examples and comparative examples, and pressed at 50 kg / cm 2 for 2 minutes. Scratches were formed on the adsorbed surface.
After removing silica with an air gun, an electrode (brass) having a diameter of 25 mm is placed on the surface to be attracted and applied with a weight of 500 g / cm 2 to the electrode of the electrostatic chuck device / the brass electrode on the surface to be attracted. A voltage was applied to measure the voltage at which dielectric breakdown occurred.
In addition, a result is an average value at the time of performing the said test 10 times.
For comparison, the voltage at which dielectric breakdown of an electrostatic chuck device that does not damage was measured.
[0066]
[Table 1]

[0067]
As is clear from Table 1 above, the electrostatic chuck device of this example had a high withstand voltage. From this, it was confirmed that it was excellent in durability.
On the other hand, it was confirmed that the electrostatic chuck device obtained in the comparative example has a problem in durability in practical use because the surface of the electrostatic chuck device is damaged, resulting in dielectric breakdown, a considerably reduced voltage.
[0068]
【The invention's effect】
The electrostatic chuck device and the electrostatic chuck device sheet according to the present invention are characterized in that a protective layer made of one or more of a silicone resin, an epoxy resin, and an acrylic resin is formed on the adsorption surface. Apparatus and sheet.
The protective layer formed on the suction surface on which the wafer is placed is made of the above resin, and this resin can prevent the surface of the insulating layer such as polyimide from being damaged by handling or the like, so that the yield can be improved. it can. Furthermore, an extremely flat surface can be realized at a low manufacturing cost.
[0069]
Therefore, according to the electrostatic chuck device and the electrostatic chuck sheet of the present invention, it is possible to provide an electrostatic chuck device that is excellent in performance and has a relatively long life.
[0070]
In particular, in an electrostatic chuck device in which a layer made of a polyimide resin having a rough surface is formed on the adsorption surface and the protective layer is formed on the rough surface, the polyimide resin layer and the protective layer Since it has excellent adhesiveness, it is easy to form a layer and to make it thinner.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a schematic view showing a state where an acrylic polymer chain is formed by coupling silica and silane in a protective layer.
FIG. 2 is a conceptual diagram showing a case where colloidal silica particles are treated with acrylic silane.
FIG. 3 is a cross-sectional view schematically illustrating an example of the sheet for an electrostatic chuck device of the present invention and an electrostatic chuck device including the sheet.
FIG. 4 is a schematic view showing a preferred pattern of an electrode layer.
FIG. 5 is a cross-sectional view showing a sheet for an electrostatic chuck device of Examples 1 and 3 and an electrostatic chuck device comprising the same.
FIG. 6 is a cross-sectional view showing a first structure constituting a sheet for an electrostatic chuck device of Examples 1 and 3.
FIG. 7 is a cross-sectional view showing a second structure constituting the sheet for the electrostatic chuck device according to the first and third embodiments.
8 is a cross-sectional view showing a sheet for an electrostatic chuck device of Comparative Example 1. FIG.
9 is a cross-sectional view showing a sheet for an electrostatic chuck device of Comparative Example 2. FIG.
[Explanation of symbols]
1 Metal base
2 Adhesive layer
3 Electrode layer
4 Electrical insulation layer
5 Protective layer
6 Wafer
7 Sheet for electrostatic chuck device
Sheet for electrostatic chuck device manufactured in 7 'comparative example
13 Electrode pattern
22 First adhesive layer
23 Pin holes on the electrode layer that move up and down the wafer
24 Polyimide layer of the first structure
32 Second adhesive layer
34 Polyimide layer of second structure
42 Third adhesive layer
101 First structure
102 second structure
102 'second structure obtained in comparative example

Claims

反応性シリコーン処理シリカと反応性アクリルモノマーとの混合物、またはアクリル多官能モノマーとエポキシモノマーとの混合物の１または２以上から得られる樹脂からなる保護層が、吸着面に形成されてなることを特徴とする静電チャック装置。 A protective layer made of a resin obtained from one or more of a mixture of reactive silicone-treated silica and a reactive acrylic monomer, or a mixture of an acrylic polyfunctional monomer and an epoxy monomer is formed on the adsorption surface. Electrostatic chuck device.

前記保護層が、紫外線により硬化形成されることを特徴とする請求項１記載の静電チャック装置。 The electrostatic chuck apparatus according to claim 1, wherein the protective layer is cured by ultraviolet rays.

前記保護層の厚さが、０．５〜１０μｍであることを特徴とする請求項１または請求項２記載の静電チャック装置。 The electrostatic chuck apparatus according to claim 1, wherein the protective layer has a thickness of 0.5 to 10 μm.

前記反応性シリコーン処理シリカに含有されるシリカの粒径が、０．００５〜０．１５ミクロンであることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の静電チャック装置。The electrostatic chuck device according to any one of claims 1 to 3, wherein a particle size of silica contained in the reactive silicone-treated silica is 0.005 to 0.15 microns.

前記反応性シリコーン処理シリカに含有されるシリカが、保護層に０．１〜５０質量％の割合で含有されていることを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の静電チャック装置。 The electrostatic chuck according to claim 1, wherein the silica particles contained in the reactive silicone-treated silica, characterized in that it is contained in a proportion of 0.1 to 50 mass% in the protective layer apparatus.

さらに絶縁層を有しており、その絶縁層がポリイミドフィルムからなる層であることを特徴とする請求項１〜５のいずれかに記載の静電チャック装置。 The electrostatic chuck device according to claim 1, further comprising an insulating layer, wherein the insulating layer is a layer made of a polyimide film.

被吸着物を積載する面である、反応性シリコーン処理シリカと反応性アクリルモノマーとの混合物、またはアクリル多官能モノマーとエポキシモノマーとの混合物の１または２以上から得られる樹脂からなる保護層と、第２絶縁層と、第２接着層と、電極層と、第１接着層と、第１絶縁層と、第３接着層とが順次積層してなることを特徴とする静電チャック装置用シート。A protective layer made of a resin obtained from one or more of a mixture of a reactive silicone-treated silica and a reactive acrylic monomer, or a mixture of an acrylic polyfunctional monomer and an epoxy monomer , which is a surface on which an object to be adsorbed is loaded; A sheet for an electrostatic chuck device comprising: a second insulating layer, a second adhesive layer, an electrode layer, a first adhesive layer, a first insulating layer, and a third adhesive layer, which are sequentially laminated. .

被吸着物を積載する面である、反応性シリコーン処理シリカと反応性アクリルモノマーとの混合物、またはアクリル多官能モノマーとエポキシモノマーとの混合物の１または２以上から得られる樹脂からなる保護層と、絶縁層と、金属の蒸着膜およびメッキ膜からなるグループから選択される少なくとも一の膜からなる電極層と、接着層とが順次積層してなることを特徴とする静電チャック装置用シート。A protective layer made of a resin obtained from one or more of a mixture of a reactive silicone-treated silica and a reactive acrylic monomer, or a mixture of an acrylic polyfunctional monomer and an epoxy monomer , which is a surface on which an object to be adsorbed is loaded; A sheet for an electrostatic chuck device, comprising an insulating layer, an electrode layer made of at least one film selected from the group consisting of a metal vapor-deposited film and a plating film, and an adhesive layer.